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Analizando el rendimiento eléctrico y el acoplamiento térmico de un supercondensador ensamblado utilizando un compuesto de carbono poroso/graphene dopado con fósforo

Autores: Zhang, Jian Yu; Wang, Xi Tao; Ali, Sikander; Liu, Fu Gui

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Analizando el rendimiento eléctrico y el acoplamiento térmico de un supercondensador ensamblado utilizando un compuesto de carbono poroso/graphene dopado con fósforo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Fósforo
Carbono poroso
Compuesto de grafeno
Supercondensador
Característica de temperatura
Material de electrodo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 36

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un novedoso compuesto de carbono poroso/grafeno dopado con fósforo fue adoptado como material de electrodo de supercondensador, que mostró un excelente rendimiento electroquímico en comparación con el material de carbono sin heteroátomo de fósforo mediante voltametría cíclica, la propiedad de carga/descarga, características de impedancia, ciclo de vida y estabilidad. La muestra de carbón enriquecido con P ofreció un comportamiento capacitivo sobresaliente, que tenía una capacitancia específica de 277 F/g y era capaz de soportar una amplia ventana de voltaje de 1,6 V con una retención de rendimiento del 90,8% después de 10.000 ciclos a una densidad de corriente de 10 Ag, proporcionando una mayor densidad de energía de 26,42 Wh/kg. Además, debido a que el efecto térmico en el proceso de carga y descarga puede hacer que la temperatura del supercondensador aumente rápidamente en poco tiempo y afecte el rendimiento eléctrico, la característica de temperatura es una de las características importantes a tener en cuenta en la aplicación práctica. En este trabajo, se estableció un modelo térmico bidimensional para un supercondensador enrollado comúnmente utilizado con un compuesto de carbono poroso/grafeno dopado con p como material de electrodo, y se analizó la distribución de temperatura del supercondensador y la variación de la temperatura interna en diferentes condiciones mediante el método de elementos finitos. Los resultados muestran que la temperatura máxima aparece cerca del centro, y la temperatura máxima está relacionada con la corriente aplicada y el número de ciclos. Con el aumento de la corriente, la temperatura interna máxima aumenta bruscamente y se mantiene constante después de que el número de ciclos alcanza un cierto valor. Se deben tomar medidas de enfriamiento cuando la temperatura máxima excede el rango de temperatura permitido.

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